KR101494839B1 - Complexes for siRNA delivery and Preparation Method thereof - Google Patents

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KR101494839B1
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오병근
최진하
김현수
엄숭호
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서강대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a complex for siRNA delivery, which includes (a) serum albumin; (b) a silver nanorod; (c) siRNA; and (d) an antibody, and to a method for preparing the same. The complex for siRNA delivery of the present invention has excellent stability and economic feasibility, is easily mass-produced, and is able to be manufactured in suitable sizes by having a controllable size. Moreover, the complex for siRNA delivery can be specifically flowed into cancer cells by using an antibody, and can effectively induce removal of cancer by using synergy of siRNA and a photothermal effect.

Description

siRNA 전달용 복합체 및 그의 제조방법{Complexes for siRNA delivery and Preparation Method thereof}[0002] Complexes for siRNA delivery and preparation methods thereof [

본 발명은 siRNA 전달용 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to siRNA delivery complexes and methods for their preparation.

최근, 고령화 사회로 급속하게 진행되면서, 사망원인의 1위가 암이라는 질병이 차지했으며, 이를 극복하기 위해 다양한 효과의 약물 치료를 시도하고 있다. 기존에 사용되는 항암제는 암 사멸 효과가 우수하나 정상 세포를 공격하고, 내성이 생기는 등 여러 가지 문제점을 내포하고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 나노 물질 기반의 암 치료제가 각광을 받고 있으며, 기존에 사용하던 항암제나 짧은 간섭 RNA (siRNA), 항체 등을 높은 농도로 표적 치료가 가능하게 하는 강점이 있다. 특히 두 가지 이상의 암 치료제를 조합하여 암 치료의 동반 상승 효과를 유도할 수 있다.Recently, as the society rapidly progressed into an aging society, the first cause of death was occupied by cancer, and various drug treatments are being tried to overcome it. Conventional anticancer agents are excellent in cancer killing effect, but they have various problems such as attacking normal cells and tolerance. In order to overcome these disadvantages, nanomaterial-based cancer treatment drugs are in the spotlight, and there is a strong point that it is possible to treat target cancer drugs, short interfering RNA (siRNA), antibodies and the like with high concentration. In particular, a combination of two or more cancer treatment agents can induce the synergistic effect of cancer treatment.

알부민 단백질을 이용한 나노 입자는 생체 친화성 및 분해능이 우수하여 인체 안에서의 독성이 없으며 반면에 체내에 오래 잔류할 수 있어서 암 치료에 유리한 조건을 다수 가지고 있고, 금 나노 막대와 짧은 간섭 RNA를 동시에 전달할 수 있는 복합체로 사용이 가능하며 금 나노 막대의 독성을 막아준다는 장점이 있다.
The nanoparticles using albumin protein have excellent biocompatibility and resolution, so they have no toxicity in the human body, but they can survive in the body for a long time. Therefore, they have many favorable conditions for cancer treatment, and they transmit gold nanorods and short interference RNA simultaneously It can be used as a composite and it has the advantage of preventing the gold nanorods from being toxic.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

본 발명자들은 암 세포 특이적으로 작용할 수 있는 siRNA 전달체를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 항-세포사멸 단백질을 코딩하는 mRNA에 특이적으로 결합하는 siRNA 및 암세포에 특이적으로 발현하는 단백질에 대한 항체를 적용하여 혈청 알부민(Serum albumin) 및 금 나노막대를 기반으로 하는 siRNA 전달용 복합체를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors have sought to develop an siRNA delivery vehicle capable of specifically acting on cancer cells. As a result, siRNAs that specifically bind to mRNA encoding anti-apoptotic proteins and siRNAs based on serum albumin and gold nanorods were applied by using antibodies against proteins specifically expressed in cancer cells The present invention has been completed.

따라서, 본 발명의 목적은 siRNA 전달용 복합체를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a complex for siRNA delivery.

본 발명의 다른 목적은 siRNA 전달용 복합체의 제조방법을 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a method for preparing siRNA delivery complexes.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 혈청 알부민(Serum albumin); (b) 금 나노막대; (c) siRNA; 및 (d) 항체를 포함하는 siRNA 전달용 복합체를 제공한다.
In accordance with one aspect of the present invention, the present invention provides a composition comprising (a) serum albumin; (b) gold nanorods; (c) siRNA; And (d) an antibody.

본 발명자들은 암 세포 특이적으로 작용할 수 있는 siRNA 전달체를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 항-세포사멸 단백질을 코딩하는 mRNA에 특이적으로 결합하는 siRNA 및 암세포에 특이적으로 발현하는 단백질에 대한 항체를 적용하여 혈청 알부민(Serum albumin) 및 금 나노막대를 기반으로 하는 siRNA 전달용 복합체를 개발하였다.
The present inventors have sought to develop an siRNA delivery vehicle capable of specifically acting on cancer cells. As a result, siRNAs that specifically bind to mRNA encoding anti-apoptotic proteins and siRNAs based on serum albumin and gold nanorods were applied by using antibodies against proteins specifically expressed in cancer cells .

본 발명의 siRNA 전달용 복합체는 (a) 혈청 알부민; (b) 금 나노막대; (c) siRNA; 및 (d) 항체를 포함한다.The siRNA delivery complex of the present invention comprises (a) serum albumin; (b) gold nanorods; (c) siRNA; And (d) antibodies.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 혈청 알부민은 티올(thiol) 잔기가 도입되어 금 나노막대와 직접적으로 결합된다. 즉, 티올기를 통해 혈청 단백질과 금 나노입자가 직접적으로 결합된다.According to one embodiment of the present invention, the serum albumin is directly bound to the gold nanorod with a thiol residue introduced therein. That is, serum proteins and gold nanoparticles are directly bound through thiol groups.

본 발명은 혈청 알부민을 사용함으로써 우수한 생체적합성을 갖는다(도 9).The present invention has excellent biocompatibility by using serum albumin (Fig. 9).

본 발명의 siRNA 전달용 복합체는 구형 형태 및 음성 표면 전하를 갖는다.The siRNA delivery complex of the present invention has spherical shape and negative surface charge.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 siRNA 전달용 복합체는 150 ㎚ 내지 300 ㎚의 직경을 갖는다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 siRNA 전달용 복합체는 180 ㎚ 내지 300 ㎚의 직경을 갖는다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 siRNA 전달용 복합체는 건조 상태의 경우에, 180 ㎚ 내지 250 ㎚의 직경을 갖고, 비건조 상태의 경우에, 250 ㎚ 내지 300 ㎚의 직경을 갖는다.According to one embodiment of the present invention, the complex for siRNA delivery has a diameter of 150 nm to 300 nm. According to another embodiment of the present invention, the siRNA delivery complex has a diameter of 180 nm to 300 nm. According to a particular embodiment of the present invention, the siRNA delivery complex has a diameter of from 180 nm to 250 nm in the dry state, and a diameter of from 250 nm to 300 nm in the non-dry state.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 siRNA 전달용 복합체는 -50 ㎷ 내지 -30 ㎷ 또는 -45 ㎷ 내지 -35 ㎷의 평균 표면 전하를 갖는다.According to one embodiment of the present invention, the siRNA delivery complex has an average surface charge of -50 ㎷ to -30 ㎷ or -45 ㎷ to -35..

본 발명의 siRNA 전달용 복합체에 포함되는 금 나노막대는 당업계에 공지된 방법[예컨대, CTAB(Cetyl Trimethylammonium Bromide), HAuCl4 및 NaBH4의 혼합물 및 HAuCl4, CTAB, AgNO3 및 아스코르브산의 혼합물을 혼합하는 방법]에 따라 제조될 수 있다.The gold nanorods included in the siRNA delivery complex of the present invention can be prepared by a method known in the art [for example, a mixture of CTAB (Cetyl Trimethylammonium Bromide), HAuCl 4 and NaBH 4 and a mixture of HAuCl 4 , CTAB, AgNO 3 and ascorbic acid A method of mixing the above-mentioned components.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 금 나노막대는 15-30 ㎚의 가로 길이 및 1-10 ㎚의 세로 길이, 또는 16-28 ㎚의 가로 길이 및 5-10 ㎚의 세로 길이를 갖는다.According to one embodiment of the present invention, the gold nanorods have a transverse length of 15-30 nm and a longitudinal length of 1-10 nm, or a transverse length of 16-28 nm and a longitudinal length of 5-10 nm.

본 발명의 siRNA 전달용 복합체는 혈청 알부민이 결합된 금 나노막대를 포함한다.The siRNA delivery complex of the present invention comprises gold nanorods bound with serum albumin.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 siRNA 전달용 복합체는 약 1-20개 또는 5-15개의 금 나노막대를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the siRNA delivery complex of the present invention comprises about 1-20 or 5-15 gold nanorods.

본 발명의 siRNA 전달용 복합체는 암세포 특이적으로 세포 내 이입된다. 본 발명의 이러한 특징은 상기 siRNA 전달용 복합체를 구성하는 항체에 의해 부여된다.The siRNA delivery complex of the present invention is intracellularly transferred specifically to cancer cells. This aspect of the invention is conferred by the antibodies that make up the siRNA delivery complex.

상기 siRNA는 항-세포사멸(apoptosis) 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열에 상보적으로 결합하는 siRNA이다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 항-세포사멸 단백질은 Bcl-2, Bcl-w 및 Bcl-xL와 같은 Bcl-2 패밀리 중 하나이고, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 항-세포사멸 단백질은 Bcl-2이다.The siRNA is an siRNA that complementarily binds to a nucleotide sequence encoding an anti-apoptosis protein. According to an embodiment of the present invention, the anti-apoptotic protein is one of the Bcl-2 family such as Bcl-2, Bcl-w and Bcl-xL. According to another embodiment of the present invention, The killing protein is Bcl-2.

본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 siRNA는 서열목록 제1서열의 뉴클레오타이드 서열을 갖는다.According to a particular embodiment of the invention, the siRNA has the nucleotide sequence of the first sequence of the sequence listing.

본 발명의 본 발명의 siRNA 전달용 복합체를 구성하는 항체는 암 세포 표면에 특이적으로 발현하는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체이다.The antibody constructing the siRNA delivery complex of the present invention is an antibody that specifically binds to a protein specifically expressed on the surface of a cancer cell.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 항체는 HER-2(유방암), AFP(Alpha-fetoprotein; 간암), BCR-ABL(만성 골수성 백혈병), BRCA1/BRCA2 (유방암 및 난소암), BRAF V600E(흑색종 및 결장암), CA-125(난소암) , CA19.9 (췌장암), CEA(Carcinoembryonic antigen; 결장암), EGFR(Epidermal Growth Factor Receptor; 비-소세포 폐암), KIT(위장관 간질성 종양), PSA(Prostate Specific Antigen; 전립선암) 또는 S100(흑색종)에 특이적인 항체이며, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 항체는 HER-2에 특이적인 항체이다.According to one embodiment of the invention, the antibody is selected from the group consisting of HER-2 (breast cancer), AFP (alpha-fetoprotein), BCR- ABL (chronic myelogenous leukemia), BRCA1 / BRCA2 (breast cancer and ovarian cancer), BRAF V600E (Cancer of the stomach), CA-125 (ovarian cancer), CA19.9 (pancreatic cancer), carcinoembryonic antigen (colon cancer), EGFR (non-small cell lung cancer) An antibody specific for PSA (Prostate Specific Antigen) or S100 (melanoma), but is not limited thereto. According to another embodiment of the present invention, the antibody is an antibody specific for HER-2.

본 발명의 siRNA 전달용 복합체는 우수한 광열효과를 갖는다.The siRNA delivery complex of the present invention has an excellent light heat effect.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 siRNA 전달용 복합체와 동일한 금 나노막대의 양의 광열 효과를 비교했을 때, 비슷한 정도의 광열효과를 보이며 10분 경과 후에는 거의 동일한 광열효과를 나타낸다. BSA 입자 한 개당 약 7개의 금 나노막대가 캡슐화 되어 있는 것으로 보면, BSA/금 나노막대 복합체 및 금 나노막대의 입자 기준 광열 효과 비교 시, 약 7 배의 광열 효과의 차이를 보이는 것으로 볼 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, when the light heat effects of the same gold nanorods as the siRNA delivery complex are compared, they exhibit a similar light heat effect and exhibit almost the same light heat effect after 10 minutes. When the BSA / gold nanorod composite and gold nanorods are compared with the photothermal effect of particles, the difference in photothermal effect is about 7 times that of about 7 gold nanorods encapsulated per BSA particle.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 siRNA 전달용 복합체의 제조방법을 제공한다:According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method of producing a siRNA delivery complex comprising the steps of:

(a) 금 나노막대와 혈청 알부민을 접촉하여 혈청 알부민/금 나노막대 복합체를 제조하는 단계;(a) preparing a serum albumin / gold nanorod complex by contacting gold nanorods with serum albumin;

(b) 상기 혈청 알부민/금 나노막대 복합체에 siRNA를 첨가하고 탈용매 작용(desolvation)하여 혈청 알부민/금 나노막대/siRNA 복합체를 제조하는 단계; 및(b) preparing a serum albumin / gold nanorod / siRNA complex by adding siRNA to the serum albumin / gold nanorod complex and desolvating it; And

(c) 상기 혈청 알부민/금 나노막대/siRNA 복합체와 항체를 접촉하여 siRNA 전달용 복합체를 제조하는 단계.
(c) preparing an siRNA delivery complex by contacting the serum albumin / gold nanorod / siRNA complex with an antibody.

본 발명의 siRNA 전달용 복합체의 제조방법은 상기 siRNA 전달용 복합체를 제조하는 방법으로, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.The method for producing siRNA delivery complex of the present invention is a method for producing the above siRNA delivery complex, and the description common to both is omitted in order to avoid the excessive complexity of the present specification.

본 발명의 siRNA 전달용 복합체의 제조방법의 단계 (b)에서 실시하는 탈용매 작용은 당업계에 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다.
The desolvation effect which is carried out in step (b) of the method for producing a siRNA delivery complex of the present invention can be produced according to a method known in the art.

본 발명의 조성물은 약제학적 조성물로 제조될 수 있다.The compositions of the present invention may be prepared with pharmaceutical compositions.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 (a) 상술한 본 발명의 siRNA 전달용 복합체의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물이다. 본 명세서에서 용어 “약제학적 유효량”은 상술한 siRNA 전달용 복합체의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 의미한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the composition of the present invention comprises (a) a pharmaceutically effective amount of the aforementioned siRNA delivery complex of the present invention; And (b) a pharmaceutically acceptable carrier. As used herein, the term " pharmaceutically effective amount " means an amount sufficient to achieve efficacy or activity of the siRNA delivery complex described above.

본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.When the composition of the present invention is manufactured from a pharmaceutical composition, the pharmaceutical composition of the present invention includes a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carriers to be contained in the pharmaceutical composition of the present invention are those conventionally used in the present invention and include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, But are not limited to, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrups, methylcellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. It is not. The pharmaceutical composition of the present invention may further contain a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, etc. in addition to the above components. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remington ' s Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 바람직하게는 경구 비투여 방식으로 적용된다.The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally, preferably by oral non-administration.

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 일반적인 투여량은 성인 기준으로 0.001-100 ㎎/kg 범위 내이다.The appropriate dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on factors such as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, . Typical dosages of the pharmaceutical compositions of this invention are in the range of 0.001-100 mg / kg on an adult basis.

본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
The pharmaceutical composition of the present invention may be formulated into a unit dose form by formulating it using a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to a method which can be easily carried out by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Or by intrusion into a multi-dose container. The formulations may be in the form of solutions, suspensions, syrups or emulsions in oils or aqueous media, or in the form of excipients, powders, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 체내 분해성의 siRNA 전달용 복합체를 제공한다.(a) The present invention provides a body-degradable siRNA delivery complex.

(b) 본 발명의 siRNA 전달용 복합체는 안정성 및 경제성이 우수하고, 대량생산이 용이하며 크기 조절이 가능해 세포 전달에 알맞은 크기로의 제작이 가능하다.(b) The siRNA delivery complex of the present invention is excellent in stability and economical efficiency, is easy to mass-produce, and can be regulated in size, and can be manufactured to a size suitable for cell delivery.

(c) 본 발명의 항체를 이용하여 암 세포 특이적으로 이입하고, siRNA 및 광열 효과의 동반 상승 효과를 이용하여 효과적으로 암 사멸 유도할 수 있다.
(c) cancer cells can be specifically transferred using the antibody of the present invention, and cancer death can be effectively induced using the synergistic effect of siRNA and photothermal effect.

도 1은 BSA/금 나노막대/siRNA 복합체의 제조방법을 도식적으로 보여준다.
도 2는 BSA/금 나노막대/siRNA 복합체의 TEM 이미지를 나타낸다. 스케일 바는 100 ㎚를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 BSA/금 나노막대/siRNA 복합체의 특성을 보여준다. 도 3a는 BSA/금 나노막대/siRNA 복합체의 평균 직경이 278 ㎚임을 나타낸다. 도 3b는 BSA/금 나노막대/siRNA 복합체의 평균 표면 전하가 -39.6 ㎷임을 나타낸다.
도 4는 BSA/금 나노막대 복합체의 표면에 결합된 항-HER2 항체를 정량하기 위한 브래드포드(Bradford) 분석법의 표준 곡선을 나타낸다.
도 5는 BSA/금 나노막대에 캡슐화된 siRNA를 정량하기 위한 리보그린(Ribogreen) 분석법의 표준 곡선을 나타낸다.
도 6은 금 나노막대 및 BSA/금 나노막대 복합체의 광열 효과를 분석한 그래프이다.
도 7은 BSA/금 나노막대 복합체에 결합된 항-HER2 항체에 의한 세포 이입을 확인한 결과를 보여준다.
도 8은 HER2를 발현하는 SkBr-2 세포에 항-HER2 항체가 결합된 BSA/금 나노입자의 세포 이입을 현미경으로 확인한 결과를 보여준다.
도 9는 BSA/금 나노입자의 독성 실험 결과를 나타낸다.
도 10은 BSA/금 나노입자/siRNA에 의한 mRNA 발현 억제 효과를 24시간 및 48시간에 분석한 결과를 나타낸다.
Figure 1 schematically illustrates a method for preparing a BSA / gold nanorod / siRNA complex.
Figure 2 shows a TEM image of the BSA / gold nanorods / siRNA complex. The scale bar represents 100 nm.
Figures 3a and 3b show the characteristics of BSA / gold nanorods / siRNA complexes. Figure 3a shows that the average diameter of the BSA / gold nanorods / siRNA complex is 278 nm. Figure 3b shows that the average surface charge of the BSA / gold nanorods / siRNA complex is -39.6 [mu] m.
Figure 4 shows a standard curve for the Bradford assay for quantifying anti-HER2 antibodies bound to the surface of a BSA / gold nanorod complex.
Figure 5 shows a standard curve of the Ribogreen assay for quantifying siRNA encapsulated in BSA / gold nanorods.
FIG. 6 is a graph showing the photothermal effect of a gold nanorod and a BSA / gold nanorod composite.
FIG. 7 shows the results of confirming cell migration by the anti-HER2 antibody bound to the BSA / gold nanorod complex.
FIG. 8 shows the results of microscopic examination of BSA / gold nanoparticles to which HER2-expressing SkBr-2 cells were bound with anti-HER2 antibody.
Fig. 9 shows the results of the toxicity test of BSA / gold nanoparticles.
Fig. 10 shows the results of analysis of the inhibitory effect of mRNA expression by BSA / gold nanoparticles / siRNA at 24 hours and 48 hours.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

실험 재료 및 실험 방법Materials and Experiments

BSA/금 나노막대/siRNA 복합체 제작 방법How to make BSA / gold nanorods / siRNA complex

1) 실험에 사용될 금 나노막대(가로 길이: 22±3 ㎚/세로 길이: 6±2 ㎚)를 제작하였다1) Gold nanorods (width: 22 ± 3 ㎚ / length: 6 ± 2 ㎚) to be used in the experiment were fabricated

- 상기 금 나노막대의 제작방법- Method of making gold nanorods

(ⅰ) 0.2M CTAB 7.5 ㎖(sigma)과 0.01M HAuCl4 0.25 ㎖(sigma)를 혼합하였다.(I) 7.5 ml of 0.2 M CTAB (sigma) and 0.25 ml of 0.01 M HAuCl 4 (sigma) were mixed.

(ⅱ) 0.01M NaBH4(sigma) 0.6 ㎖를 첨가하여 혼합한 후 보관하였다.(Ii) 0.6 ml of 0.01 M NaBH 4 (Sigma) was added and mixed and stored.

(ⅲ) 0.01M HAuCl4 10 ㎖ 및 0.1M CTAB, 237.5 ㎖를 혼합하였다.(Iii) 10 ml of 0.01 M HAuCl 4 and 237.5 ml of 0.1 M CTAB were mixed.

(ⅳ) 0.01M AgNO3(sigma) 1.5 ㎖을 첨가하여 혼합하였다. (Ⅳ) 0.01M AgNO 3 (sigma ) 1.5 ml were added and mixed.

(ⅴ) 0.1M ascorbic acid(sigma) 1.6 ㎖을 첨가하여 혼합하였다. 혼합물의 색이 투명하게 변하였다.(V) 1.6 ml of 0.1 M ascorbic acid (sigma) was added and mixed. The color of the mixture changed transparently.

(ⅵ) 단계 (ⅴ)의 혼합물에 (ⅱ) 단계에서 제작한 용액 2 ㎖을 첨가하고 3시간 이상 반응하여 금 나노막대를 제조하였다.(Vi) 2 ml of the solution prepared in step (ii) was added to the mixture of step (v) and reacted for 3 hours or longer to prepare gold nanorods.

2) 금 나노막대를 원심분리기로 13,000rpm, 30분 돌려 상층액을 제거하고, 증류수를 첨가하여 다시 현탁하는 과정을 반복하여 3 차례 세척하였다.2) The gold nanorods were centrifuged at 13,000 rpm for 30 minutes, and the supernatant was removed.

3) 마지막 상층액을 제거하고 침전된 금 나노막대에 20 ㎎/㎖ BSA 용액 1 ㎖ 및 50 ㎎/㎖ SH-BSA 용액 20 ㎕(ProteinMODS, 미국)을 첨가한 후 3시간 상온에서 반응하였다.3) After removing the final supernatant, 1 ml of 20 mg / ml BSA solution and 20 μl of 50 mg / ml SH-BSA solution (ProteinMODS, USA) were added to the precipitated gold nanorods and reacted at room temperature for 3 hours.

4) 상기 2번과 동일한 방식으로 금 나노막대를 세척하였다.4) The gold nanorods were washed in the same manner as in No. 2 above.

5) 20 ㎎/㎖ pH 6 BSA 용액 100 ㎕ 및 siRNA(siBcl-2: GGAUUGUGGCCUUCUUUGAUU, Bioneer, 한국) 1 nmol을 동시에 투입하고 혼합하였다.5) 100 ㎕ of 20 mg / ml pH 6 BSA solution and 1 nmol of siRNA (siBcl-2: GGAUUGUGGCCUUCUUUGAUU, Bioneer, Korea) were simultaneously added and mixed.

6) 탈용매 작용을 통해 BSA로 금 나노막대 및 siRNA를 캡슐화하여 BSA/금 나노입자/siRNA 복합체를 제조하였다. 금 나노막대 및 siRNA가 혼합된 용액에 100% 에탄올을 10 ㎕씩 20회 첨가하였다(60 ㎕/분).6) BSA / gold nanoparticles / siRNA complexes were prepared by encapsulating gold nanorods and siRNA with BSA through desolvation. 10 μl of 100% ethanol was added 20 times (60 μl / min) to the mixed solution of gold nanorod and siRNA.

BSA와 같은 단백질 혹은 고분자 물질 등은 보통 탈용매(desolvation)이라는 방법을 이용하여 나노입자로 만들 수 있다. 이 방법의 원리는 BSA 분자 사이사이에 있는 물 분자를 제거하여 결과적으로 BSA끼리 서로 뭉칠 수 있는 기회를 좀 더 많이 제공하게 된다. 이로 인해 BSA가 뭉쳐져서 나노입자를 형성하게 된다. 본 연구에서는 탈용매를 시행하는 방법으로 에탄올을 천천히 투입하는 방법을 사용하였다. 금 나노막대는 BSA와 같이 뭉쳐지게 하기 위해 표면에 BSA를 기능화하여 BSA와 같이 뭉쳐질 수 있도록 하였다. siRNA는 크기가 작은 분자이기 때문에 BSA가 뭉쳐질 때 같이 뭉쳐지게 되는 것으로 보인다.Proteins or macromolecules such as BSA can be made into nanoparticles using a method called desolvation. The principle of this method is to remove the water molecules between the BSA molecules and consequently provide more opportunities for the BSAs to coalesce together. This causes BSA to aggregate and form nanoparticles. In this study, ethanol was slowly added to desolvation method. The gold nanorods were functionalized with BSA on the surface so that they could coalesce with BSA in order to coalesce with BSA. Since siRNA is a small molecule, it appears to bind together when BSA is clustered.

7) 용액이 투명한 색에서 뿌옇게 변하면 8% 글루타르알데하이드 2 ㎕를 첨가하여 BSA 간의 가교시켜 12시간 이상 반응하였다.7) When the solution turned cloudy in color, 2 μl of 8% glutaraldehyde was added and cross-linked with BSA to react for 12 hours or more.

8) 상기 2번과 동일한 방식으로 BSA/금 나노입자/siRNA 복합체를 PBS로 10분 동안 세척하였다.8) BSA / gold nanoparticle / siRNA complexes were washed with PBS for 10 min in the same manner as in No. 2 above.

9) 상기 BSA/금 나노입자/siRNA 복합체 표면에 항체를 부착하기 위해 1 ㎎/㎖ Amine-PEG-Biotin, 1 ㎎/㎖ 스트렙타비딘 10 ㎕을 상온에서 각각 3시간 동안 항온반응하였다.9) To attach the antibody to the surface of the BSA / gold nanoparticle / siRNA complex, 10 μl of 1 mg / ml Amine-PEG-Biotin and 1 mg / ml streptavidin were incubated for 3 hours at room temperature.

10) 상기 8 단계와 동일한 방식으로 입자를 세척하였다.10) The particles were washed in the same manner as in step 8 above.

11) 바이오틴이 부착된 1 ㎎/㎖ 항-Her2 항체 5 ㎕를 첨가하고 12시간 이상 4℃에서 반응하였다.11) 5 μl of 1 mg / ml anti-Her2 antibody with biotin was added and reacted at 4 ° C for 12 hours or more.

12) 상기 8 단계와 동일한 방식으로 BSA/금 나노입자/siRNA/항체 복합체를 세척한다. 사용하기 전 PBS, 4℃에 보관하였다(도 1).
12) Wash the BSA / gold nanoparticle / siRNA / antibody complex in the same manner as in step 8 above. Before use, PBS was stored at 4 째 C (Fig. 1).

siRNAsiRNA 및 항체( And antibodies 리간드Ligand ) 정량) Quantity

BSA/금 나노입자/siRNA 복합체와 항-HER2 항체(Abcam)를 반응[상기 ‘BSA/금 나노입자/siRNA 복합체 제작 방법’의 9) 내지 12) 단계]시킨 후, 원심분리기를 통해 BSA 복합체와 용액을 분리하여 용액 안의 항-HER2 농도를 측정하고, 이를 반응시키기 전 항-HER2 항체의 농도와 비교해 BSA 복합체에 고정화된 정도를 확인하였다.BSA / gold nanoparticle / siRNA complex and anti-HER2 antibody (Abcam) [the above-mentioned 'BSA / gold nanoparticle / siRNA complex preparation method 9] to 12)], The solution was separated to measure the anti-HER2 concentration in the solution, and compared to the concentration of the anti-HER2 antibody before the reaction, the degree of immobilization on the BSA complex was confirmed.

항체의 농도 측정은 단백질 정량 방법 중 하나인 브래드포드(Bradford) 분석법을 이용하였다.
The antibody concentration was measured by Bradford method, one of the protein quantification methods.

광열효과Photothermal effect 분석 analysis

상기 과정에서 합성된 BSA/금 나노입자/siRNA 복합체 1 ㎖를 이용하여 광열효과 실험을 진행하였다. 가해준 빛의 세기는 4 w/cm*s-3로 동일하며, 파장은 근적외선(810nm)을 이용하였다. 빛을 가해준 시간은 2.5분, 5분, 10분으로 진행하였고, 실험 초기 온도를 25℃로 고정하여 진행하였다. BSA/금 나노입자/siRNA 복합체의 광열효과를 비교하기 위해 같은 부피의 물, BSA 나노입자, 금 나노입자 동일 양과 비교하였다.
A photothermal effect experiment was performed using 1 ml of the BSA / gold nanoparticle / siRNA complex synthesized in the above procedure. The intensity of the applied light was the same as 4 w / cm * s -3 , and the wavelength was near infrared (810 nm). The light was applied for 2.5 minutes, 5 minutes, and 10 minutes, and the initial temperature was fixed at 25 ° C. To compare the photothermal effects of BSA / gold nanoparticles / siRNA complexes, the same volume of water, BSA nanoparticles, and gold nanoparticles were compared to the same amount.

인 비트로 분석In-beat analysis

해당 암세포는 SK-BR-3이며 이 세포는 HER2가 과발현된 암세포이다(정상세포는 과발현되지 않음).The cancer cell is SK-BR-3, which is a cancer cell overexpressing HER2 (normal cells are not overexpressed).

합성된 BSA/금 나노입자/siRNA 복합체의 세포 이입 확인 방법은 FACS 분석/ 공촛점 현미경 분석의 두 가지 방법으로 진행하였으며 위의 방법은 형광을 측정하는 방식으로, BSA 복합체 안에 FITC를 캡슐화하여 입자의 형광을 측정하는 방식으로 진행하였다. 해당 세포(SK-BR-3) 1^106에 BSA 복합체 1^109을 투입하고 3시간동안 37℃의 조건에서 반응시킨 후, PBS를 이용하여 세포를 3회 이상 세척하였다. 이후 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)를 이용하여 세포를 고정화시킨 후, FACS 기기를 이용하여 형광(FITC)을 띄고 있는 세포의 비율을 얻어 세포 이입률을 평가하였다. 또한 공촛점 현미경를 이용하여 실제 세포에 복합체가 이입되었는지의 여부를 시각적으로 이미징하여 세포 이입을 평가하였다.The method of confirming the cell integration of the synthesized BSA / gold nanoparticle / siRNA complex was carried out by two methods of FACS analysis / confocal microscopy analysis. The above method was a method of measuring fluorescence, encapsulating FITC in the BSA complex, And the fluorescence was measured. BSA complex 1 ^ 10 9 was added to 1 × 10 6 cells (SK-BR-3), reacted at 37 ° C for 3 hours, and cells were washed 3 times or more with PBS. Then, the cells were immobilized using 4% paraformaldehyde, and the percentage of cells having fluorescence (FITC) was measured using a FACS instrument to evaluate cell migration rate. In addition, confocal microscopy was used to visually image whether or not the complex was introduced into actual cells to evaluate cell migration.

복합체 안에 있는 siRNA의 작용을 관찰하기 위해 siRNA가 직접적으로 반응하는 mRNA의 농도를 정량할 수 있는 RT-PCR 기법을 이용하였다. 세포 이입 해당 세포(SK-BR-3) 1×106에 BSA 복합체 1×109을 투입하고, 24시간, 48시간 및 72시간 동안 37℃의 조건에서 반응하였다. 복합체의 siRNA 작동 효율을 살펴보기 위해 siRNA를 리포펙타민(lipofectamine) 처리를 하여 siRNA 단독으로 이입시키는 경우와 비교하였다. 시간이 지난 뒤 해당 세포를 mRNA 추출 키트(nucleospin RNA Ⅱ, MACHEREY-NAGEL)을 이용하여 mRNA를 분리하고, LightCyclerRNA Master SYBR Green I과 RT-PCR(roche)을 통해 mRNA 농도를 측정 및 비교하였다(siRNA의 타겟은 세포 사멸과 관계되는 단백질 중 하나인 Bcl-2임).
In order to observe the action of siRNA in the complex, RT-PCR technique was used to quantify the concentration of mRNA in which the siRNA directly reacted. Cells transfected the cells (SK-BR-3) In a BSA conjugate 1 × 10 9 to 1 × 10 6, and the mixture was reacted under the conditions of 37 ℃ for 24 hours, 48 hours and 72 hours. To investigate the siRNA working efficiency of the complex, siRNA was compared with the case of siRNA alone treatment with lipofectamine treatment. After the passage of time, the cells were isolated with mRNA extraction kit (nucleospin RNA Ⅱ, MACHEREY-NAGEL) and mRNA concentration was measured and compared with LightCycler RNA Master SYBR Green I and RT-PCR (siRNA Target is Bcl-2, one of the proteins involved in cell death).

결과result

BSABSA /금 나노입자의 특성/ Characteristics of gold nanoparticles

본 실험에서 사용한 나노막대는 Langmuir 2004, 20, 6414-6420을 참고하여 제조하였으며 약 750 ㎚ 정도에서 흡광도를 나타내었다.The nanorods used in this experiment were prepared by reference to Langmuir 2004 , 20 , 6414-6420 and showed absorbance at about 750 ㎚.

TEM 이미지 분석을 통해 약 200 ㎚ 크기를 갖는 구형의 BSA/금 나노입자가 균일하게 형성되었음을 확인하였다. 상기 BSA/금 나노입자는 건조된 상태로 실제 크기는 약 278 ㎚로 측정되었다. BSA 입자 안에 금 나노막대(6 ㎚×22 ㎚)가 비교적 고르게 분포되어 있음을 확인하였다. BSA 입자 하나 당 금 나노막대가 약 7.7(±0.8)개 정도 캡슐화 되었다(TEM 이미지를 직접 개수하여 분석).TEM image analysis showed that spherical BSA / gold nanoparticles with a size of about 200 nm were uniformly formed. The BSA / gold nanoparticles were dried and the actual size was measured to be about 278 nm. It was confirmed that gold nanorods (6 ㎚ × 22 ㎚) were distributed evenly in BSA particles. Approximately 7.7 (± 0.8) gold nanorods per BSA particle were encapsulated (analysis by direct repair of TEM image).

동적 광산란(Dynamic light scattering) 장비를 이용해 BSA/금 나노입자 복합체의 크기 및 전하를 측정하였다. 상기 BSA/금 나노입자의 크기는 약 278 ㎚ 정도이고, 이는 TEM 이미지와 비교하여 약간 크게 측정되었다. 이는 TEM의 경우에 BSA/금 나노입자 복합체를 건조시켰기 때문에 수치에 차이가 있는 것으로 파악된다. BSA/금 나노입자 복합체의 표면 전하는 약 -40 ㎷를 나타내며, 이는 BSA의 pI 값(pI 4.7, 중성의 조건에서 음전하를 갖음)이 영향을 미친 것으로 분석된다.The size and charge of the BSA / gold nanoparticle complex were measured using dynamic light scattering equipment. The size of the BSA / gold nanoparticles was about 278 nm, which was slightly larger than that of the TEM image. This is because the BSA / gold nanoparticle composites were dried in the case of TEM, indicating that the values are different. The surface charge of the BSA / gold nanoparticle complex is about -40 ㎷, which is interpreted as the effect of the pI value of BSA (pI 4.7, negatively charged under neutral conditions).

세포 전달 및 치료용으로의 크기나 표면 전하는 비교적 적당하다고 생각된다.
The size and surface charge for cell delivery and therapy are considered relatively reasonable.

복합체 내 Within the complex siRNAsiRNA 및 항체( And antibodies 리간드Ligand ) 정량) Quantity

제작된 BSA/금 나노입자 복합체의 항-HER2 항체 고정화율을 확인하기 위한 실험을 진행하였다. 실험 결과, 투입한 항-HER2 항체(20 ㎍/㎖)의 약 43%에 해당하는 항-HER2 항체가 고정화된 것을 확인하였다(표 1).Experiments were conducted to confirm the immobilization rate of anti-HER2 antibody in the prepared BSA / gold nanoparticle complex. As a result, it was confirmed that anti-HER2 antibody corresponding to about 43% of the added anti-HER2 antibody (20 / / ml) was immobilized (Table 1).

Figure 112013092667266-pat00001
Figure 112013092667266-pat00001

상기 표 1의 ‘only Ab- only Ab(NC)’은 스트렙타비딘을 부착하지 않은 BSA 입자의 항체 고정화 정도를 나타내는 것이며, ‘ST-Ab-ST-Ab(NC)’은 스트렙타비딘을 부착했을 시의 항체 고정화 정도로 이를 통해 입자 제작 시 스트렙타비딘이 필요하다는 것을 알 수 있다.'ST-Ab-ST-Ab (NC)' in Table 1 indicates the degree of antibody immobilization of BSA particles not containing streptavidin, and 'ST-Ab- This indicates that streptavidin is required for particle formation through the immobilization of antibody at the time of administration.

캡슐화된 짧은 간섭 RNA(siRNA)의 양을 측정하기 위해, 상기 항-HER2 고정화율 측정에서 사용한 방법과 동일한 방법으로 상층액의 농도를 측정하는 방식으로 실험을 진행하였다. 농도 측정법은 RNA 정량 방법 중 하나인 리보그린(Ribogreen) 분석법을 이용하였다. 실험 결과, BSA/금 나노입자/siRNA 복합체에 캡슐화된 siRNA는 투입한 RNA(4000 nM)의 약 96%에 해당하는 siRNA가 캡슐화된 것을 확인하였다(표 2).In order to measure the amount of encapsulated short interfering RNA (siRNA), the experiment was conducted in such a manner that the concentration of the supernatant was measured in the same manner as that used in the measurement of the anti-HER2 immobilization ratio. Ribogreen assay, one of the RNA quantification methods, was used for the concentration measurement. As a result, it was confirmed that about 96% of the siRNA encapsulated in the BSA / gold nanoparticle / siRNA complex encapsulated the RNA (4000 nM) encapsulated (Table 2).

Figure 112013092667266-pat00002
Figure 112013092667266-pat00002

실험 결과를 통해 BSA/금 나노입자/siRNA 복합체에 표적(targeting) 기능을 수행하는 항-HER2 항체 및 암 치료 효과를 증대시키는 siRNA가 효과적으로 고정화 및 캡슐화 되어 다기능성을 띄는 나노 복합체로 형성되었음을 확인하였다.
As a result, it was confirmed that the anti-HER2 antibody that performs the targeting function to the BSA / gold nanoparticle / siRNA complex and the siRNA that enhances the cancer treatment effect were effectively immobilized and encapsulated to form a multi-functional nanocomposite .

광열효과Photothermal effect

실제 만들어진 BSA/금 나노입자/siRNA/항체 복합체의 광열효과를 확인하기 위해, 동일한 양의 금 나노막대와 비교하여 시간별로 광열효과를 측정하였다.To determine the photothermal effect of the actual BSA / gold nanoparticle / siRNA / antibody complex, the photothermal effect was measured over time compared to the same amount of gold nanorods.

결과적으로 동일한 금 나노막대의 양과 비교했을 때, 비슷한 정도의 광열효과를 보이며 10분 경과 후에는 거의 동일한 광열효과를 나타내었다. BSA 입자 한 개당 약 7개의 금 나노막대가 캡슐화 되어 있는 것으로 보면, BSA/금 나노막대 복합체 및 금 나노막대의 입자 기준 광열 효과 비교 시, 약 7 배의 광열 효과의 차이를 보이는 것으로 볼 수 있다(10분 기준).As a result, it showed a similar light heat effect compared to the same amount of gold nanorods, and showed almost the same light heat effect after 10 minutes. The BSA / gold nano-bar composite and the gold nanorods exhibit about seven times the photothermal effect difference compared to the particle-based photothermal effects of BSA particles, 10 minutes).

광열 효과의 온도 측정 결과, 본 입자를 통해 충분히 암 세포 사멸을 유도할 수 있을 것으로 보이며, 그 시간은 대략 5분 정도로 추측할 수 있다. 일반적으로, 42℃ 이상에서 세포 아폽토시스(apoptosis)가 일어난다.As a result of temperature measurement of the photothermal effect, it is thought that it is possible to induce cancer cell death sufficiently through this particle, and the time can be estimated to be about 5 minutes. Generally, cell apoptosis occurs above 42 ° C.

본 BSA 복합체의 광열효과는 rod와 비교했을 시 우수한 것으로 확인되었으며 특히, 금 나노막대와 비교했을 시 입자 1개가 갖는 광열효과가 훨씬 더 우수할 것으로 예측되며 이를 세포에 적용했을 시 금 나노막대 단독으로 쓰이는 것 보다 광열효과로 인한 세포 사멸 유도 효과가 우수할 것으로 예상된다.
The photothermal effect of this BSA complex was found to be superior to that of the rod, especially when compared to gold nanorods, the photothermal effect of one particle is expected to be much better. When applied to cells, It is expected that the effect of inducing apoptosis due to the photothermal effect is better than that of using it.

BSABSA of 인비트로Invitro 분석 analysis

나노 입자를 이용한 암세포 치료를 위한 가장 중요한 요건 중 하나는 원하는 암 세포에 선택적으로 작용할 수 있는 능력의 여부이다. 이를 판단하기 위해, BSA/금 나노입자 복합체에 항-HER2 항체 고정화에 따른 세포 이입률을 확인하였다.One of the most important requirements for the treatment of cancer cells using nanoparticles is the ability to selectively act on desired cancer cells. To determine this, the rate of cell migration following immobilization of the anti-HER2 antibody in the BSA / gold nanoparticle complex was determined.

실험 결과, 항-HER2 항체를 고정화하지 않은 복합체는 세포 안으로 이입되지 않은 것을 확인할 수 있으며 반대로 항-HER2 항체를 고정화한 것은 암 세포 안으로 복합체가 이입되는 것을 확인하였다. 생체 외, 혹은 생체 내 실험을 진행하기 위해, 제작된 복합체의 독성을 확인할 필요성이 있다.As a result of the experiment, it was confirmed that the complex not immobilized with the anti-HER2 antibody did not enter into the cell, while the immobilized anti-HER2 antibody confirmed that the complex was introduced into the cancer cell. In order to conduct in vitro or in vivo experiments, it is necessary to confirm the toxicity of the prepared complex.

독성을 확인하기 위해, 무처리(대조군), 금 나노막대, BSA, BSA/금 나노막대의 네 군으로 진행하였다. 세포 독성 확인법은 MTT 분석법으로 진행하였다. 독성 확인 결과, 무처리 세포에 비해 금 나노막대를 넣어 준 세포의 생존률이 현저히 낮았으며, 이는 금 나노막대에 존재하는 계면활성제(CTAB)로 인한 결과로 추측된다. 반면에, BSA 입자 및 BSA/금 나노막대 복합체는 생체 물질로 구성된 입자를 이용하였기 때문에, 세포 독성이 없는 것을 확인하였다.
To confirm the toxicity, we proceeded to four groups of untreated (control), gold nanorod, BSA, BSA / gold nanorods. The cytotoxicity assays were performed by MTT assay. As a result of the toxicity test, the survival rate of gold nanoparticles was significantly lower than that of untreated cells, which is presumably due to the surfactant (CTAB) present in gold nanorods. On the other hand, the BSA particles and the BSA / gold nanorod complexes were confirmed to be free of cytotoxicity because they were composed of biomaterial particles.

siRNAsiRNA of 인비트로Invitro 분석 analysis

제작된 나노입자의 siRNA 작용을 확인하기 위해, mRNA 농도를 측정하는 방식 중 하나인 RT-PCR 기법을 이용하였다. 대조군으로 아무것도 처리하지 않은 세포와, siRNA만을 처리한 세포를 비교하였다.To confirm the siRNA effect of the prepared nanoparticles, RT-PCR technique, which is one of the methods of measuring mRNA concentration, was used. Cells treated with nothing as a control and siRNA only treated cells were compared.

실험 결과, 24시간이 지난 후의 mRNA 농도를 비교했을 때, siRNA를 넣어준 것의 농도는 처리하지 않은 세포와 비교했을 시 23%, BSA 복합체는 48%의 mRNA 발현율을 나타내었다. 48시간 후의 mRNA 발현율은 siRNA 단독 기준 32%, BSA 복합체는 21%의 발현율을 나타내었다. 이는, 24시간 소요시 siRNA 작용은 siRNA를 단독으로 처리했을 시 더 우수하며, 48시간 소요시 BSA 복합체의 siRNA 작용이 더 우수한 것으로 판별되었다.When the mRNA concentration after 24 hours was compared, the concentration of siRNA was 23% when compared with untreated cells and 48% with BSA complex. The expression rate of mRNA after 48 hours was 32% for siRNA alone and 21% for BSA complex. This indicates that the siRNA effect at 24 hours was better when siRNA was treated alone, and the siRNA effect of the BSA complex was better at 48 hours.

이 결과를 통해, BSA 복합체의 siRNA 작용 또한 비교적 우수한 것으로 보이며, 시간에 따라 비교했을 때 복합체의 siRNA 작용은 시간이 지날수록 우수한 것으로 보인다. siRNA 단독으로 넣었을 때는 siRNA가 바로 작용하여 비교적 짧은 시간이 지났을 때 siRNA 작용이 우수하나, 시간이 지나면서 작용해야 하는 siRNA가 분해되거나 작용을 끝내서 mRNA가 회복되는 경향을 보인다. 그러나, 복합체를 통한 siRNA 전달 시, BSA의 캡슐화 및 세포 내의 효소를 통한 지속적인 siRNA 방출로 인해 시간이 지나면서 siRNA 효과가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 siRNA를 이용하는 데에 단점으로 지적되어온 지속적인 작용이라는 문제점을 해결할 수 있는 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다.
These results show that the siRNA action of the BSA complex is also relatively good, and the siRNA action of the complex over time appears to be superior over time. When siRNA is added alone, the siRNA acts directly and the siRNA function is excellent when the time passes relatively shortly, but the siRNA that should act over time is decomposed or the mRNA is restored after the action is finished. However, during siRNA delivery via the complex, the siRNA effect was increased over time due to encapsulation of BSA and continuous siRNA release via intracellular enzymes. This is expected to be an alternative to solve the problem of continuous operation which has been pointed out as a drawback to using siRNA.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

<110> SOGANG UNIVERSITY RESEARCH FOUNDATION <120> Complexes for siRNA delivery and Preparation Method thereof <130> PN130428 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 21 <212> RNA <213> siRNA against Bcl-2 <400> 1 ggauuguggc cuucuuugau u 21 <110> SOGANG UNIVERSITY RESEARCH FOUNDATION <120> Complexes for siRNA Delivery and Preparation Method thereof <130> PN130428 <160> 1 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 21 <212> RNA <213> siRNA against Bcl-2 <400> 1 ggauuguggc cuucuuugau u 21

Claims (10)

(a) 혈청 알부민(Serum albumin); (b) 금 나노막대; (c) siRNA; 및 (d) 항체를 포함하는 siRNA 전달용 복합체.
(a) Serum albumin; (b) gold nanorods; (c) siRNA; And (d) an antibody.
제 1 항에 있어서, 상기 혈청 알부민은 티올(thiol) 잔기가 도입되어 금 나노막대와 직접적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 siRNA 전달용 복합체.
The siRNA delivery complex according to claim 1, wherein the serum albumin is directly bound to gold nanorods by introducing a thiol residue.
제 1 항에 있어서, 상기 (a) 혈청 알부민(Serum albumin); (b) 금 나노막대; 및 (c) siRNA;는 탈용매(desolvation)에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 siRNA 전달용 복합체
The method according to claim 1, wherein the (a) serum albumin; (b) gold nanorods; And (c) the siRNA is bound by desolvation.
제 1 항에 있어서, 상기 금 나노막대는 15-30 ㎚의 가로 길이 및 1-10 ㎚의 세로 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 siRNA 전달용 복합체.
The complex for siRNA delivery according to claim 1, wherein the gold nanorods have a transverse length of 15-30 nm and a longitudinal length of 1-10 nm.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 복합체는 150 ㎚ 내지 300 ㎚의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 siRNA 전달용 복합체.
2. The complex for siRNA delivery according to claim 1, wherein the complex has a diameter of 150 nm to 300 nm.
제 1 항에 있어서, 상기 복합체는 -50 ㎷ 내지 -30 ㎷의 평균 표면 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 siRNA 전달용 복합체.
2. The complex for siRNA delivery according to claim 1, wherein the complex has an average surface charge of -50 &lt; 0 &gt;
제 1 항에 있어서, 상기 siRNA 전달용 복합체는 1-20개의 금 나노막대를 포함하는 것을 특징으로 하는 siRNA 전달용 복합체.
The siRNA delivery complex according to claim 1, wherein the siRNA delivery complex comprises 1-20 gold nanorods.
제 1 항에 있어서, 상기 항체는 암 세포 표면에 특이적으로 발현하는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체인 것을 특징으로 하는 복합체.
The complex according to claim 1, wherein the antibody is an antibody that specifically binds to a protein specifically expressed on a cancer cell surface.
다음의 단계를 포함하는 siRNA 전달용 복합체의 제조방법:
(a) 금 나노막대와 혈청 알부민을 접촉하여 혈청 알부민/금 나노막대 복합체를 제조하는 단계;
(b) 상기 혈청 알부민/금 나노막대 복합체에 siRNA를 첨가하고 탈용매 작용(desolvation)하여 혈청 알부민/금 나노막대/siRNA 복합체를 제조하는 단계; 및
(c) 상기 혈청 알부민/금 나노막대/siRNA 복합체와 항체를 접촉하여 siRNA 전달용 복합체를 제조하는 단계.
A method for preparing an siRNA delivery complex comprising the steps of:
(a) preparing a serum albumin / gold nanorod complex by contacting gold nanorods with serum albumin;
(b) preparing a serum albumin / gold nanorod / siRNA complex by adding siRNA to the serum albumin / gold nanorod complex and desolvating it; And
(c) preparing an siRNA delivery complex by contacting the serum albumin / gold nanorod / siRNA complex with an antibody.
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